申请/专利权人：太原理工大学

申请日：2021-08-20

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN113686383B

主分类号：G01D21/02

分类号：G01D21/02;G08C23/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2021.12.10#实质审查的生效;2021.11.23#公开

摘要：本发明一种光纤光栅复合结构隧道围岩的安全检测装置及系统，属于隧道围岩的安全检测技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种光纤光栅复合结构隧道围岩的安全检测装置硬件结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括设置在光纤光栅保护壳内部的三维振动传感模块、轴向压力传感模块、径向压力传感模块、流速流量传感模块、传输光纤；传输光纤的末端经法兰接口接入光纤分线器中，光纤分线器的输出端分别连接无线传输模块、外接法兰接口；传输光纤共有四路，每一路均连接有沿着锚杆上下左右四个方向均匀排布的径向压力传感模块，其中一路还连接有三维振动传感模块、轴向压力传感模块、流速流量传感模块；本发明应用于隧道围岩。

主权项：1.一种光纤光栅复合结构隧道围岩的安全检测装置，包括光纤光栅保护壳（204），其特征在于：所述光纤光栅保护壳（204）内部设置有三维振动传感模块（101）、轴向压力传感模块（102）、径向压力传感模块（103）、流速流量传感模块（104）、传输光纤（404）；所述传输光纤（404）的末端经法兰接口（402）接入光纤分线器（403）中，光纤分线器（403）的输出端分别连接无线传输模块（301）、外接法兰接口（402）；所述传输光纤（404）共有四路，每一路均连接有沿着锚杆（203）上下左右四个方向均匀排布的径向压力传感模块（103），其中一路传输光纤还连接有三维振动传感模块（101）、轴向压力传感模块（102）、流速流量传感模块（104）；所述光纤光栅保护壳（204）上设置有多个嵌套在锚杆（203）表面的渗水孔（201），所述光纤光栅保护壳（204）的内部设置有输水管（202），所述输水管（202）的末端设置有排水管口（208）；所述三维振动传感模块（101）位于锚杆（203）末端，形状为一个中空圆柱体，三维振动传感模块（101）内部包括三个相同结构的振动检测单元，依次分布于三个互相垂直的平面上，分别检测三个维度上的振动信息；三维的振动信号的数值大小量化为三个维度的向量，经由向量的正交分解，计算出合成后的向量，其模的绝对值即为采集到的振动信号，工作人员可在上位机中设置振动阈值，当检测到超过阈值的振动信号时，上位机报警，提示工作人员检测点可能发生围岩松动；所述流速流量传感模块（104）包括一个应变棒（501），其上贴附两个光纤光栅传感器（401）；外界的涌水经分布于装置表面的若干渗水孔流入输水管（202），并于排水管口（208）排出，在这个过程中应变棒（501）末端由于在流水的冲击作用下发生形变，带动其上贴附的光纤光栅传感器（401）发生相应应变，光栅返回的波长信号随即发生漂移，光信号经传输光纤及传输光缆进入光纤光栅解调仪（605），光纤光栅解调仪（605）通过波长漂移量解调出应变参数，由此还原围岩涌水的流速流量，工作人员可在上位机设置涌水阈值，当由于振动或外界环境影响，出现涌水量增大的情况时，上位机发出涌水报警，提示工作人员可能存在的由于涌水冲刷引起的围岩松动，结合压力传感模块传回的应变数据，及时判断可能发生的安全事故。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 太原理工大学 一种光纤光栅复合结构隧道围岩的安全检测装置及系统

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